ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ АВАРИИ И ЭКОЛОГИЧЕСИКЕ КАТАСТРОФЫ.  ХАРАКТЕРИСТИКА ОЧАГОВ ПОРАЖЕНИЯ.

Производственные аварии, в том числе и крупные – нередкое явление нашего века, характеризующегося бурным развитием промышленности, научно-технического прогресса, быстрой сменой технологий производства, огромной концентрацией энергии и высокими скоростями движения. Изучение причин возникновения производственных аварий свидетельствуют об их большом внешнем разнообразии, но в сущности эти причины можно объединить в две основные группы.

Первая группа недостаточно ответственное отношение некоторых проектировщиков при проектировании предприятий к требованиям техники безопасности и не менее халатное отношение отдельных руководителей цехов к выполнению этих требований, отсутствие постоянного контроля за взрывоопасными и легковоспламеняющимися участками.

Вторая группа причин обусловлена тем, что еще не все явления природы познаны. Иногда (даже на тех промышленных предприятиях, при соблюдении правил техники безопасности) обнаруживалось, что различные химические вещества при определенных сочетаниях вступали в бурную реакцию и вызывали взрывы или самовозгорание. Причем о таких реакциях не только ничего не было известно на предприятиях, но даже не было таких предположений и у самых авторитетных организаций.

Производственные аварии могут быть следствием воздействия внешних природных факторов, в том числе стихийных бедствий и как указывалось в предыдущих лекциях  вследствие проектно-производственных дефектов сооружений, нарушения правил их эксплуатации и технологических процессов производства. Например, анализ эксплуатации жилых зданий показал, что наибольший износ конструкций в мирное время обуславливается следующими причинами (%):

- низкое качество изысканий и ошибки при проектировании –7,5;

-  низкое качество производства строительных работ – 15,0;

- нарушение правил эксплуатации –64,0;

- прочие причины –3,5.

К крупным производственным авариям, к ликвидации последствий которых привлекаются спасатели, относятся аварии на промышленных объектах, строительстве, а также на железнодорожном, воздушном, автомобильном, трубопроводном и водном транспорте, в результате которых образовались пожары, разрушения гражданских и промышленных зданий, создалась опасность загазованности атмосферы, заражения рек и других водных бассейнов сильнодействующими ядовитыми веществами, произошло растекание нефтепродуктов и агрессивных (ядовитых) жидкостей на поверхности земли и воды, а также многие другие последствия, создающие угрозу населению и окружающей среде. Наиболее распространенные производственные аварии на объектах народного хозяйства, сопровождающиеся повреждением зданий, сооружений, производственного оборудования, гибелью материальных ценностей и людей, возникают в результате взрывов, пожаров, затоплений, деформаций, обрушения сооружений, выхода из строя энергосистем и инженерных сетей, утечек вредных веществ и загрязнения окружающей среды. Чаще всего они комбинированные, взаимно дополняющие и усиливающие друг друга.

Взрывы

Взрывы на промышленных предприятиях обычно сопровождаются обрушениями и деформациями сооружений, пожарами, выходом из строя энергосистем и утечкой из технологических трубопроводов и емкостей вредных веществ. Последствия производственных аварий, вызванных взрывом, по своему характеру аналогичны разрушениям во время войны. Наиболее часто наблюдаются взрывы котлов в котельных мастерских, газов, аппаратов, продукции и полуфабрикатов на химических предприятиях, паров бензина и других компонентов на нефтеперегонных заводах, муки на мельничных комбинатах, сахарной пудры на сахарорафинадных заводах, пыли на зерновых элеваторах, древесной пыли и лакокрасочных  паров на деревообрабатывающих комбинатах и т.д.

Тяжелые аварии происходили во многих странах в подземных условиях при взрывах угольной пыли и газа на шахтах и рудниках. Такие взрывы обычно сопровождаются пожарами и обрушениями и т.д. Нередки также взрывы газовых баллонов бытового газа, вследствие которых возникают пожары и гибнут люди.

Ударная волна любых взрывов при производственных авариях вызывает большие людские потери и разрушения элементов сооружений. Размеры зон поражения от взрывов возрастают с увеличением их мощности.

Степень и характер поражения сооружений при взрывах во время производственных аварий зависят от : мощности (тротилового эквивалента) взрыва; технической характеристики сооружений объекта (конструкция, прочность, размер и др.), планировки объекта (рассредоточение сооружений), характер застройки, ландшафта местности (рельеф, грунты, залесенность), метеорологические условий (направление и сила ветра, влажность, температура, наличие осадков).

Пожары

Пожары на промышленных предприятиях, нефтепромыслах, в городах и населенных пунктах наиболее часто создают аварийные ситуации. Основная причина, вызывающая возникновение пожаров при производственных авариях и стихийных бедствиях – разрушение котельных мастерских, емкостей и трубопроводов с легко воспламеняющимися или взрывоопасными жидкостями и газами, короткие замыкания электропроводки в поврежденных и частично разрушенных зданиях и сооружениях, взрывы и возгорания некоторых веществ и материалов.

Последствия производственных аварий, вызванных пожарами, по своему характеру аналогичны последствиям светового излучения в очагах ядерного поражения и по выделяемой при массовых пожарах энергии могут превосходить эффект мегатонных ядерных взрывов. Интенсивность пожара можно охарактеризовать мощностью теплового импульса, т.е. производной выделяемой тепловой энергии по времена

Очень опасны пожары на объектах нефтегазодобывающей промышленности (в том числе и на море) и на нефтяных месторождениях во время разведочного бурения, когда от искры, образованной в результате трения песчинок и галек о металлические конструкции, загорается вырвавшийся нефтяной или газовый фонтан Обычно это происходит, когда не удается сразу каптировать закладываемые скважины. На таких скважинах прежде всего могут произойти несчастные случаи со смертельным исходом и огромными материальными потерями.

Еще более страшные катастрофы происходят на морских нефтеразработках, где бедствия принимают международный характер в связи с пагубными последствиями разлива нефти прямо в море. При этом загрязняются морские побережья, гибнет флора и фауна, наносятся огромные убытки рыбным промыслам и т.д. Для борьбы с распространением излившейся нефти прилагаются огромные усилия и различная техника.

Пожары возникающие при производственных авариях, могут в зависимости от скорости распространятся на значительные территории, захватывая населенные пункты и в целом город, окружающие леса и т.д. Пожары на крупных промышленных предприятиях и в населенных пунктах могут быть отдельные (в отдельном здании или сооружении) и массовые (совокупность отдельных пожаров, охвативших более 25 % зданий). Сильные пожары при определенных условиях могут перейти в огненный шторм, охватывающий более 90 % зданий.

Повреждения энергосистем могут быть следствием гроз, взрывов , пожаров, обрушивание сооружений, а также могут возникнуть в результате самостоятельных аварий энергосистем. По характеру они аналогичны вторичным поражениям, вызываемым последствиями ядерного взрыва. Значение выхода из строя водопроводных и других энергетических и коммунальных инженерных сетей для современных промышленных предприятий наглядно видно из огромной энергоемкости их производства, характеризующиеся следующими цифрами: для производства 1т кокса требуется 3м3 воды, стали - 20м3, чугуна - 250м3, сухой сельскохозяйственной  растительности – 500 м3, синтетического волокна - 500м3, искусственного шелка - 950 м3, хлопчатобумажных тканей – 300-11000 м3 и высокосортной бумаги 3 тыс. м3.

Аварии на транспорте – явления очень частые. Из числа существующих видов транспорта: воздушного, железнодорожного, водного, автомобильного, трубопроводного, а теперь еще и космического.  Первое место по количеству аварий принадлежит автомобильному  транспорту.

Помимо аварий транспортных средств от столкновений автомобилей, железнодорожных поездов, отказа тормозов, пожаров и взрывов на сухопутных транспортных коммуникаций, часто аварии происходят из-за неисправности путей (дорог), особенно при стихийных бедствиях (снегопадах, селей и т.д.).

Причины кораблекрушений многообразны. Суда терпят аварии и гибнут от пожаров и взрывов, столкновения, штормов, посадок на мели, рифов и другие подводные препятствия, вследствие потери мореходных качеств, нарушения прочности корпуса и т.д. При этом страдают и гибнут находящиеся на судах люди.

Утечка вредных, в том числе и сильнодействующих ядовитых веществ (СДЯВ) во время производственных аварий вследствие взрывов, деформаций или обрушивания, повреждения резервуаров, цистерн, танков и других емкостей и технологических трубопроводов приводит к заражению не только территории воздушного или водного бассейна, предприятия, но и площади соседних населенных пунктов, а также к гибели и тяжелым заболеваниям людей, животных и растений.

Последствия производственных аварий, сопровождающих ядовитых веществ и образованием очагов химического заражения, по всему характеру аналогичны последствиям от очага заражения, возникшим при применении средств массового поражения в виде отравляющих веществ. В данном случае очагом химического заражения называют территорию, подвергшуюся воздействию химических веществ, в результате которого возникают или могут возникнуть поражения людей, животных и растений. Утечек радиоактивных веществ, вследствие производственных аварий на атомных электростанциях, атомных судах и т.д.

Особую опасность представляет собой загрязнение, отравление промышленными отходами и другими веществами атмосферы, водоемов и почвы, влекущее за собой нарушение экологического равновесия в природе. Загрязнение воздушной среды приводят порой к катастрофам, подобным большим стихийным бедствиям. Актуальность этой проблемы, которую называют проблемой номер два (после проблемы мира на планете), настолько велика, что для ее решения требуется объединить усилий всех стран планеты.

ХАРАКТЕРИСТИКА ОЧАГОВ ПОРАЖЕНИЯ

Очагом поражения объекта называется территория объекта с расположенными на ней жилыми зданиями, специальными сооружениями, инженерными сетями и коммуникациями, оборудованием, техникой и личным составом, подвергшаяся поражению, разрушению или  заражению при какой-либо катастрофе (аварии, стихийном бедствии)

Очаги поражения бывают простые и сложные.

Простым очагом поражения называется очаг, возникший под действием одного поражающего фактора, например разрушения от взрыва, пожара, только химические или бактериологические заражения.

Сложным очагом поражения называется очаг, возникший в результате взаимного воздействия нескольких поражающих факторов. Например, взрыв во время производственной аварии влечет за собой разрушения, завалы, пожары, заражения местности. Землетрясение и ураганы помимо разрушения сооружений вызывают затопления прибрежной полосы, пожары от замыкания электрических проводов, повреждения печей или заражения в результате утечки вредных веществ, при разрушении инженерных сетей и емкостей.

Формы очагов поражения (заражения) в зависимости от поражающих факторов могут быть:  круглой – при взрывах, землетрясениях; полосой – при ураганах, смерчах, затоплениях, селевых потоках, лавинах и др.; неправильной формы – при пожарах, цунами, оползнях и т.п.

Для оценки возможных разрушений (заражений)  и определения объема предстоящих спасательных и других неотложных работ в зависимости от характера наносимых повреждений очаг поражения делится на несколько зон. Каждая зона определяется степенью и характером поражения (заражения) территории объекта и расположенных в ней сооружений.

Степень разрушения

Совокупность последствий разрушения характеризует степень поражения сооружений в целом. Наиболее сильные разрушения сооружений возникают при взрывах, пожарах и т.п., производственных авариях или при землетрясениях, ураганах и других стихийных бедствиях.

Разрушения сооружений объекта, например при взрывах, землетрясениях, ураганах и пожарах, можно условно разделить на четыре вида – полные, сильные, средние и слабые (разрушения А, В, С и Д). Слабые повреждения жилых и промышленных зданий существенно зависят от силы и направления ветра. При сильном ветре повреждения в 1,5-2 раза больше с подветренной стороны. Применительно к жилым и промышленным зданиям иногда дополнительно выделяется пятый вид разрушения Е – легкие повреждения. Степень разрушения зависит от конструкции сооружений, их расположения, расстояния от места взрыва и его мощности.

При полном разрушении - полностью обрушиваются (сгорают) жилые здания и сооружения. Частично могут сохраняться фундаменты и прочные подземные помещения. Инженерные сети раздавливаются или разрываются. Восстановление таких объектов, как правило, невозможно или нецелесообразно.

При сильных разрушениях сохраняются лишь небольшая часть сооружений – стены нижних этажей, элементы железобетонного каркаса, подземные помещения. Инженерные сети в отдельных местах разрываются или деформируются. Восстановление таких зданий и сооружений возможно только в порядке их перестройки с использованием уцелевших материалов отдельных конструкций.

При средних  разрушениях коробки зданий и другие прочные конструкции сооружений в основном сохраняются (капитальные стены, железобетонные перекрытия и др.). В отдельных местах повреждаются стыки инженерных сетей. Требуются значительные восстановительные работы.

К слабым  разрушениям относятся мелкие деформации второстепенных элементов зданий и сооружений – крыш, легких пристроек, оконных и дверных коробок, остекления. Внутри зданий повреждается штукатурка, дверные коробки и перегородки. Восстановительные работы незначительны и могут выполняться в процессе эксплуатации сооружений.

Характер  разрушения

Разрушения и повреждения объемных сооружений можно подразделить на восемь основных видов, которые в свою очередь составляют две группы:

1. повреждения сооружений в целом и изменения их положений относительно основания или фундамента: а) смещения; б) просадки; в) наклоны; г) опрокидывания.

2. повреждения отдельных конструкций сооружения или их элементов: д) деформации; е) обрушения; ж) повреждения; з) крушения.

Причинами, вызывающими повреждения 1-й группы, обычно служат: недостаточная или неравномерная несущая способность фундамента, чрезмерные неравномерные нагрузки, превышающие расчетные.

Причинами,  вызывающими повреждения 2-й группы, являются: силовые воздействия (статистические и динамические) - взрывы, раздавливание, трещины, расстройства соединения и т.п.; механические воздействия- вмятины, прогибы, искривления, истирания и др.; физические воздействия – разрушения при высокой температурах, хрупкие трещины при отрицательных температурах; химические воздействия -  коррозия.

Степень и характер поражения объектов зависят от: например, силы землетрясения, урагана, взрыва; вида землетрясения или взрыва (подземное, подводное); расстояния от объекта до эпицентра землетрясения, взрыва; технической характеристики сооружений объекта – конструкция, прочность (капитальные, временные, наземные, шахтные, защищенные, незащищенные и т.п.), размер и форма, устойчивость к ветровому напору; планировки объекта (плотность застройки), характер застройки; ландшафта местности (рельеф, грунты, залесенность); метеорологических данных (направление и сила ветра, влажность, температура, наличие осадков). При этом считаются вышедшими из строя: промышленные здания – при сильных разрушениях, гражданские здания и сооружения – при средних разрушениях, личный состав.